Феноло-альдегидные олигомеры и пластмассы на их основе презентация

План лекции
1. ФЕНОЛО-АЛЬДЕГИДНЫЕ ОЛИГОМЕРЫ И ПЛАСТМАССЫ НА ИХ ОСНОВЕ
МОНОМЕРЫ
ПОЛУЧЕНИЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ
СВОЙСТВА
ПРИМЕНЕНИЕ

1907 году
Лео Хендрик Бакеланд изобрел фенолоформальдегидную смолу
первый синтетический реактопласт,
легко формуется, легкий, прочный,
выдерживает нагревание,
обладает хорошими электроизолирующими свойствами,
недорого стоит,
может быть изготовлен из имеющегося на тот момент сырья

ФЕНОЛО-АЛЬДЕГИДНЫЕ ОЛИГОМЕРЫ
И ПЛАСТМАССЫ НА ИХ ОСНОВЕ
Интерес и высокое техническое значение определяются:
низкой стоимостью исходного сырья и
его доступностью,
простотой и высокой производительностью технологических процессов получения и переработки феноло-альдегидных олигомеров
широтой ассортимента и
хорошими потребительскими качествами материалов на их основе

МОНОМЕРЫ
Трифункциональные фенолы
3 фенол 2 м-крезол 1 3,5-ксиленол резорцин
Бифункциональные фенолы
7 о-крезол 6 п-крезол 2,3-ксиленол 5 2,5-ксиленол 4 3,4-ксиленол
Монофункциональные фенолы
2,6- и 2,4-ксиленолы

Формальдегид
Фурфурол
Уксусный альдегид
Масляный альдегид
МОНОМЕРЫ
1. Карбамидоформальдегидный концентрат (КФК)
Выпускают марки: от КФК-70 до КФК-85
2. ПАРАФОРМ - продукт полимеризации формальдегида
2CH3OH + O2 → 2HCHO + 2H2O

реакции образования феноло-формальдегидных смол:
присоединение
конденсация
реакции практически необратимы (константы равновесия порядка 104)
реакции реализуются при участии активных атомов водорода фенольного ядра
тепловой эффект соединения фенольных ядер метиленовыми мостиками – 88 кДж/моль
ПОЛУЧЕНИЕ

факторы, определяющие механизм реакций, структуру и свойства
фенолоформальдегидных олигомеров
Реакционная способность реагентов (функциональность
мономерных молекул)
Молярное соотношение Фенол : Формальдегид
Природа катализатора
основные катализаторы: NaOH, Ba(OH)2, NH4OH, Na2CO3 кислотные катализаторы: HCl, H2SO4, H2C2O4
pH среды
Концентрация катализатора
Температура реакции
Продолжительность реакции
ПОЛУЧЕНИЕ

ПОЛУЧЕНИЕ
1. в кислотной среде :
происходит протонизация молекулы формальдегида с образованием нестойкого карбониевого иона, который атакует фенольное кольцо с образованием фенолоспирта (метилольного производного)
2. фенолоспирты превращаются в бензилкарбониевый ион
в присутствии H+
3. этот ион быстро реагируют с другим фенольным кольцом по реакции электрофильного замещения
4. в щелочной среде:
образуются хиноидные структуры (нуклеофилы), которые легко реагируют с формальдегидом (электрофил) с образованием различных по строению анионов, что приводит к получению смеси фенолоспиртов

КЛАССИФИКАЦИЯ ОЛИГОМЕРОВ И ПОЛИМЕРОВ
новолак
(новолачные олигомеры)
А) Если взаимодействие фенола с формальдегидом проводить в присутствии кислотных катализаторов при избытке фенола (например, Ф:ФА= 1:0,78÷0,86 моль),
Б) либо при большом избытке формальдегида (Ф:ФА=1:2÷2,5 моль) в присутствии сильных кислот
Катализатор вводят в количестве 0,2-2,0% от массы фенола
Т=98-100 oC
Атмосферное давление
СКОРОСТЬ
присоединение << конденсация

Изомерные положения метиленовых мостиков в новолаках

резол
( резольные олигомеры)
КЛАССИФИКАЦИЯ ОЛИГОМЕРОВ И ПОЛИМЕРОВ
В) при проведении реакции в щелочной среде (где катализаторами являются гидроксиды щелочных и щелочно-земельных металлов) при избытке трифункционального фенола
Г) либо в условии небольшого избытка формальдегида (Ф:ФА= 1:1,1÷1,3 моль) в любой среде (как в присутствии H+, так и OH– катализаторов) наряду с метилольными производными фенола, образуются ди- и триметилольные (т.е. смесь спиртов).
А
СКОРОСТЬ
присоединение >> конденсация

на начальной стадии - резитол
резолы отверждаются образуя:
на конечной стадии - резит
КЛАССИФИКАЦИЯ ОЛИГОМЕРОВ И ПОЛИМЕРОВ
В
С

новолачных олигомеров
твердые термопластичные продукты
цвет от светло-коричневого до темно-коричневого растворимы: в метиловом и этиловом спиртах, ацетоне, хлороформе
нерастворимы: в ароматических углеводородах
неотверждаются при длительном хранении и при нагревании до 180 oC
имеют более низкую тепло- и хим- стойкость по сравнению с резольными олигомерами
СВОЙСТВА

СВОЙСТВА

Резольные и новолачные фенолоформальдегидные смолы в исходном состоянии разнообразны по составу и молекулярному строению, физическим и химическим свойствам.
В отвержденном состоянии резольные и новолачные фенолоформальдегидные смолы обладают близкой молекулярной и надмолекулярной структурой и представляют собой густосетчатые стеклообразные полиметиленфенолы с аморфной микрогетерогенной структурой.
ВЫВОД